CN103952453A - 一种制备海藻糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制备海藻糖的方法，该方法以淀粉为底物，利用麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶生产海藻糖，通过对液化、糖化等工艺的改进，提高了海藻糖生产效率。
Description
技术领域
本发明属于糖基化合物的制备领域，具体涉及一种制备海藻糖的方法。
背景技术
海藻糖 (Trehalose)是一种由两个葡萄糖分子通过半缩醛羟基以α -1,1糖苷键结合的非还原性糖，分子式为C12H22O11，相对分子量为378.33。其结构式如下：
海藻糖广泛存在于细菌、酵母、真菌、藻类、昆虫和植物中。它对生物体和生物大分子具有非特异性的保护作用。这种非特异性保护作用主要体现在，当生物细胞处于饥饿、干燥、高温、低温冷冻、辐射、高渗透压及有毒试剂等各种胁迫环境时，胞内海藻糖含量迅速上升，从而保护生命本身。
外源性的海藻糖同样对生物体和生物大分子有非特异性的保护作用，海藻糖这种独特的生物学性质，使其广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
目前海藻糖的生产工艺分为三种：
（1）提取法
酵母在恶劣的环境下（饥饿、高温、高渗、高压）生长，酵母体内能够积累大量海藻糖，大约占菌体干重的15%。因此最初海藻糖的生产采用从酵母体内提取的方法。在酵母细胞内，由于海藻糖属胞内产物，合成受外界环境条件的影响较大，且分离提取困难，因而用此法生产海藻糖的产量较低，商品化生产的发酵水平为0.4-0.6%，成本较高，此种生产方法海藻糖价格昂贵。
（2）单酶法
1995 年，日本林原生化研究所从Pimelobacter、Psceuclomonus 和Thermus 三属微生物中分离纯化了一种新型淀粉酶—海藻糖合酶，它可以转化麦芽糖为海藻糖，并申请了专利CN1106065A。此后我国科研单位也相继从不同细菌中发现了海藻糖合酶并进行基因工程表达，例如CN200410013007.3、CN200910114318.1、CN200910007259.8、CN201010614814.6、CN201010614832.4、CN201210160403.3、CN201210011457.3，其中栖热菌属海藻糖合酶具有80℃的热稳定性。随着反应温度升高，海藻糖合酶转化麦芽糖生产海藻糖的转化率会下降，40℃麦芽糖对海藻糖的转化率可达到80%，60℃转化率约为60%。目前还没有利用该工艺大规模生产的报道。
（3）双酶法
1994 年林原生化研究所发现了新型海藻糖合成酶—麦芽寡糖基海藻糖合成酶（maltooligosyl tehalose synthase，MTSase）和水解酶（maltooliogsyl trehalose hydrolase,MTHase），双酶联合作用于淀粉水解物产生海藻糖，首先MTSase 作用于淀粉水解物，淀粉水解物末端形成海藻糖单元，然后MTHase 切割掉末端海藻糖，形成一分子海藻糖和少两个葡萄糖基的淀粉水解物。
目前的方法普遍存在，转化时间长的问题，转化效率也有待提高。
发明内容
本发明提供了一种制备海藻糖的方法，该方法以淀粉为底物，利用麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶生产海藻糖，通过对液化、糖化等工艺的改进，提高了海藻糖生产效率。
本发明具体技术方案如下：
一种制备海藻糖的方法，其包括如下步骤：
1）淀粉糊化；
2）液化；
3）糖化；
4）精制；
5）浓缩；
6）结晶；
7）分蜜；
8）干燥；
9）包装。
所述步骤1）糊化，具体包括如下步骤：将淀粉在50-60℃下加水搅拌，调节ph6.4-8；淀粉与水的比例1：25-30。
所述步骤2）液化，采用α-淀粉酶催化水解液化反应，温度88-105℃，处理时间为0.5-2小时；所述α-淀粉酶的活力单位为3000-5000U/g，用量为5-6g α-淀粉酶/100g淀粉。
所述步骤2）液化，采用二次喷射液化法，且淀粉糊浓度32%，ph6. 5，喷射温度一次105℃，二次125℃，喷射压力0.2-0.4mPa，保温96-100℃，30-60min；灭酶。
所述步骤3）糖化，所用酶为切枝酶、麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
所述步骤3）糖化，所用酶为异淀粉酶、麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
所述步骤3）糖化，所述糖化是在50-60℃、pH5.3-5.5 的条件下反应20-28 h，制得海藻糖。
所述步骤3）糖化，每升淀粉水解物中加入3000U异淀粉酶、260-600 U 麦芽寡糖基海藻糖合成酶、300-700 U 麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
所述步骤4）精制，包括如下步骤：活性炭脱色后，用二次离子交换方式精制糖料；醇化分离；色谱分离。
所述步骤5）浓缩：采用四效降膜式蒸发器蒸发浓缩，海藻糖浆的浓度为80%。
本发明所述海藻糖生产方法，通过控制液化、糖化工艺，提高了海藻糖生产效率，最终转化时间20-25h，转化率为86.5-92.6%。
附图说明
1、图1为生产工艺流程图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。但是本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体工艺条件、物料配比及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。
实施例1
1）淀粉糊化：将淀粉在50℃下加水搅拌，调节ph6.4-8；淀粉与水的比例1：30。
2）液化：采用α-淀粉酶催化水解液化反应，所述α-淀粉酶的活力单位为5000U/g，用量为5-6g α-淀粉酶/100g淀粉；采用二次喷射液化法，且淀粉糊浓度32%，ph6. 5，喷射温度一次105℃，二次125℃，喷射压力0.2-0.4mPa，保温96℃，30min；灭酶。
3）糖化：向液化后的每升淀粉水解物中加入3000U异淀粉酶，反应结束后，灭酶。
再向所得水解物中加入麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶；每升淀粉水解物中加入300 U 麦芽寡糖基海藻糖合成酶、600 U 水解酶；控制温度在60℃、pH5.5 的条件下反应35 h，制得海藻糖；灭酶。
4）精制：活性炭脱色后，用二次离子交换方式精制糖料；醇化分离；色谱分离：将海藻糖浆进一步的提纯。
5）浓缩：采用四效降膜式蒸发器蒸发。
6）结晶。
7）分蜜。
8）干燥。
9）包装。
实施例2
1）淀粉糊化：将淀粉在60℃下加水搅拌，调节ph8；淀粉与水的比例1：25。
2）液化：采用α-淀粉酶催化水解液化反应，所述α-淀粉酶的活力单位为3000U/g，用量为5-6g α-淀粉酶/100g淀粉；采用二次喷射液化法，且淀粉糊浓度32%，ph6. 5，喷射温度一次105℃，二次125℃，喷射压力0.2-0.4mPa，保温100℃， 60min；灭酶。
3）糖化：向液化后的每升淀粉水解物中加入3000U异淀粉酶，反应结束后，灭酶。
再向所得水解物中加入麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶；每升淀粉水解物中加入500 U 麦芽寡糖基海藻糖合成酶、500 U 水解酶；控制温度在55℃、pH5.3 的条件下反应25 h，制得海藻糖；灭酶。
4）精制：活性炭脱色后，用二次离子交换方式精制糖料；醇化分离；色谱分离：将海藻糖浆进一步的提纯。
5）浓缩：采用四效降膜式蒸发器蒸发。
6）结晶。
7）分蜜。
8）干燥。
9）包装。
实施例3
1）淀粉糊化：将淀粉在55℃下加水搅拌，调节ph6.4；淀粉与水的比例1：29。
2）液化：采用α-淀粉酶催化水解液化反应，所述α-淀粉酶的活力单位为4000U/g，用量为5-6g α-淀粉酶/100g淀粉；采用二次喷射液化法，且淀粉糊浓度32%，ph6. 5，喷射温度一次105℃，二次125℃，喷射压力0.2-0.4mPa，保温97℃，42min；灭酶。
3）糖化：向液化后的每升淀粉水解物中加入3000U异淀粉酶，反应结束后，灭酶。
再向所得水解物中加入麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶；每升淀粉水解物中加入300 U 麦芽寡糖基海藻糖合成酶、600 U 水解酶；控制温度在55℃、pH5.3 的条件下反应20h，制得海藻糖；灭酶。
4）精制：活性炭脱色后，用二次离子交换方式精制糖料；醇化分离；色谱分离：将海藻糖浆进一步的提纯。
5）浓缩：采用四效降膜式蒸发器蒸发。
6）结晶。
7）分蜜。
8）干燥。
9）包装。
Claims (10)
1.一种制备海藻糖的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
1）淀粉糊化；
2）液化；
3）糖化；
4）精制；
5）浓缩；
6）结晶；
7）分蜜；
8）干燥；
9）包装。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤1）糊化，具体包括如下步骤：将淀粉在50-60℃下加水搅拌，调节ph值为6.4-8；淀粉与水的比例1：25-30。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤2）液化，采用α-淀粉酶催化水解液化反应，温度88-105℃，处理时间为0.5-1小时；所述α-淀粉酶的活力单位为3000-5000U/g，用量为5-6g α-淀粉酶/100g淀粉。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤2）液化，采用二次喷射液化法，且淀粉糊浓度32%，ph6. 5，喷射温度一次105℃，二次125℃，喷射压力0.2-0.4mPa，保温96-100℃，30-60min。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤3）糖化，所用酶为切枝酶、麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述步骤3）糖化，所用酶为异淀粉酶、麦芽寡糖基海藻糖合成酶和麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤3）糖化，所述糖化是在50-60℃、pH5.3-5.5 的条件下反应20-35 h，制得海藻糖。
8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，所述步骤3）糖化，每升淀粉水解物中加入3000U异淀粉酶、260-600 U 麦芽寡糖基海藻糖合成酶、300-700 U 麦芽寡糖基海藻糖水解酶。
9.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤4）精制，包括如下步骤：活性炭脱色后，用二次离子交换方式精制糖料；醇化分离；色谱分离。
10.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤5）浓缩：采用四效降膜式蒸发器蒸发。
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